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APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 1 de 27 DISCIPLINA PRÉ-CÁLCULO 2020-2 Profa. Maria Lúcia Campos Profa. Marlene Dieguez APX1 – GABARITO _________________________________________________________________________ Questão 1 [1,8 ponto ] TIPO 1 Considere a expressão 𝐸(𝑥) = √𝑥+𝑎 + √12−|𝑥| 𝑥−√9𝑥+10 , 𝑥 ∈ ℝ, onde 𝑎 é uma constante real. Determine o valor de 𝑎 para que o domínio 𝐷 dessa expressão seja 𝐷 = [− 1 2 , 10) ∪ (10,12]. Responda qual das opções abaixo é verdadeira. (a) 0 < 𝑎 < 1 (b) −1 < 𝑎 < 0 (c) 3 4 < 𝑎 < 10 (d) −12 < 𝑎 < − 10 9 (e) − 10 9 < 𝑎 ≤ −1 RESOLUÇÃO Restrições do domínio: cada um dos três radicandos positivo ou nulo e denominador não nulo: 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 𝑒 12 − |𝑥| ≥ 0 𝑒 9𝑥 + 10 ≥ 0 𝑒 𝑥 − √9𝑥 + 10 ≠ 0}. Resolvendo cada restrição, (I) 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 ⟺ 𝑥 ≥ −𝑎. (II) 12 − |𝑥| ≥ 0 ⟺ 12 ≥ |𝑥| ⟺ |𝑥| ≤ 12 ⟺ −12 ≤ 𝑥 ≤ 12. (III) 9𝑥 + 10 ≥ 0 ⟺ 9𝑥 ≥ −10 ⟺ 𝑥 ≥ − 10 9 . (IV) 𝑥 − √9𝑥 + 10 ≠ 0 𝑥 − √9𝑥 + 10 = 0 ⟺ √9𝑥 + 10 = 𝑥 Para que essa equação tenha solução é preciso respeitar duas restrições: 9𝑥 + 10 ≥ 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ − 10 9 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ 0. Resolvendo a equação junto com a restrição, √9𝑥 + 10 = 𝑥 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ (√9𝑥 + 10) 2 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 9𝑥 + 10 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 𝑥2 − 9𝑥 − 10 = 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 𝑥 = −(−9)±√(−9)2−4∙1∙(−10) 2∙1 = 9±√81+40 2 = 9±√121 2 = 9±11 2 = = { 9−11 2 = −2 2 = −1 9+11 2 = 20 2 = 10 ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 [𝑥 = −1 𝑜𝑢 𝑥 = 10] ⟺ 𝑥 = 10. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 2 de 27 Logo 𝑥 − √9𝑥 + 10 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 10. Assim, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 − 12 ≤ 𝑥 ≤ 12 𝑒 𝑥 ≥ − 10 9 𝑒 𝑥 ≠ 10} Como −12 < − 10 9 < 10 < 12, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 10 9 ≤ 𝑥 < 10 𝑜𝑢 10 < 𝑥 ≤ 12]}. Dado que 𝐷 = [− 1 2 , 10) ∪ (10,12], {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 10 9 ≤ 𝑥 < 10 𝑜𝑢 10 < 𝑥 ≤ 12]} = [− 1 2 , 10) ∪ (10,12] Como − 10 9 < − 1 2 , , a igualdade dos conjuntos acima é verdadeira se −𝑎 = − 1 2 . Portanto 𝑎 = 1 2 e a única opção verdadeira é a opção (a), que é 0 < 𝑎 < 1. _____________________________________________________________________________________ Questão 1 [1,8 ponto ] TIPO 2 Considere a expressão 𝐸(𝑥) = √𝑥+𝑎 + √13−|𝑥| 𝑥−√7𝑥+18 , 𝑥 ∈ ℝ, onde 𝑎 é uma constante real. Determine o valor de 𝑎 para que o domínio 𝐷 dessa expressão seja 𝐷 = [− 3 2 , 9) ∪ (9,13]. Responda qual das opções abaixo é verdadeira. (a) 1 < 𝑎 < 2 (b) −2 < 𝑎 < −1 (c) 2 < 𝑎 < 3 (d) − 18 7 < 𝑎 ≤ −2 (e) −13 < 𝑎 < − 18 7 RESOLUÇÃO Restrições do domínio: cada um dos três radicandos positivo ou nulo e denominador não nulo: 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 𝑒 13 − |𝑥| ≥ 0 𝑒 7𝑥 + 18 ≥ 0 𝑒 𝑥 − √7𝑥 + 18 ≠ 0}. Resolvendo cada restrição, (I) 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 ⟺ 𝑥 ≥ −𝑎. (II) 13 − |𝑥| ≥ 0 ⟺ 13 ≥ |𝑥| ⟺ |𝑥| ≤ 13 ⟺ −13 ≤ 𝑥 ≤ 13. (III) 7𝑥 + 18 ≥ 0 ⟺ 7𝑥 ≥ −18 ⟺ 𝑥 ≥ − 18 7 . (IV) 𝑥 − √7𝑥 + 18 ≠ 0 𝑥 − √7𝑥 + 18 = 0 ⟺ √7𝑥 + 18 = 𝑥 Para que essa equação tenha solução é preciso respeitar duas restrições: 7𝑥 + 18 ≥ 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ − 18 7 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ 0 Resolvendo a equação junto com a restrição, √7𝑥 + 18 = 𝑥 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ (√7𝑥 + 18) 2 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 3 de 27 7𝑥 + 18 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 𝑥2 − 7𝑥 − 18 = 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 𝑥 = −(−7)±√(−7)2−4∙1∙(−18) 2∙1 = 7±√49+72 2 = 7±√121 2 = 7±11 2 = = { 7−11 2 = −4 2 = −2 7+11 2 = 18 2 = 9 ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 [𝑥 = −2 𝑜𝑢 𝑥 = 9] ⟺ 𝑥 = 9. Logo 𝑥 − √7𝑥 + 18 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 9. Assim, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 − 13 ≤ 𝑥 ≤ 13 𝑒 𝑥 ≥ − 18 7 𝑒 𝑥 ≠ 9}. Como −13 < − 18 7 < 9 < 13, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 18 7 ≤ 𝑥 < 9 𝑜𝑢 9 < 𝑥 ≤ 13]}. Dado que 𝐷 = [− 3 2 , 9) ∪ (9,13], {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 18 7 ≤ 𝑥 < 9 𝑜𝑢 9 < 𝑥 ≤ 13]} = [− 3 2 , 9) ∪ (9,13] Como − 18 7 < − 3 2 , , a igualdade dos conjuntos acima é verdadeira se −𝑎 = − 3 2 . Portanto 𝑎 = 3 2 e a única opção verdadeira é a opção (a), que é 1 < 𝑎 < 2. _____________________________________________________________________________________ Questão 1 [1,8 ponto ] TIPO 3 Considere a expressão 𝐸(𝑥) = √𝑥+𝑎 + √15−|𝑥| 𝑥−√5𝑥+ 24 , 𝑥 ∈ ℝ, onde 𝑎 é uma constante real. Determine o valor de 𝑎 para que o domínio 𝐷 dessa expressão seja 𝐷 = [− 14 5 , 8) ∪ (8,15]. Responda qual das opções abaixo é verdadeira. (a) 2 < 𝑎 < 3 (b) −3 < 𝑎 < −2 (c) 3 < 𝑎 < 4 (d) −15 < 𝑎 < − 24 5 (e) − 24 5 < 𝑎 ≤ −3 RESOLUÇÃO Restrições do domínio: cada um dos três radicandos positivo ou nulo e denominador não nulo: 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 𝑒 15 − |𝑥| ≥ 0 𝑒 5𝑥 + 24 ≥ 0 𝑒 𝑥 − √5𝑥 + 24 ≠ 0}. Resolvendo cada restrição, (I) 𝑥 + 𝑎 ≥ 0 ⟺ 𝑥 ≥ −𝑎. (II) 15 − |𝑥| ≥ 0 ⟺ 15 ≥ |𝑥| ⟺ |𝑥| ≤ 15 ⟺ −15 ≤ 𝑥 ≤ 15. (III) 5𝑥 + 24 ≥ 0 ⟺ 5𝑥 ≥ −24 ⟺ 𝑥 ≥ − 24 5 . (IV) 𝑥 − √5𝑥 + 24 ≠ 0 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 4 de 27 𝑥 − √5𝑥 + 24 = 0 ⟺ √5𝑥 + 24 = 𝑥 Para que essa equação tenha solução é preciso respeitar duas restrições: 5𝑥 + 24 ≥ 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ − 24 5 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟹ 𝑥 ≥ 0. Resolvendo a equação junto com a restrição, √5𝑥 + 24 = 𝑥 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ (√5𝑥 + 24) 2 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 5𝑥 + 24 = 𝑥2 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 𝑥2 − 5𝑥 − 24 = 0 𝑒 𝑥 ≥ 0 ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 𝑥 = −(−5)±√(−5)2−4∙1∙(−24) 2∙1 = = 5±√25+96 2 = 5±√121 2 = 5±11 2 = = { 5−11 2 = −6 2 = −3 5+11 2 = 16 2 = 8 ⟺ 𝑥 ≥ 0 𝑒 [𝑥 = −3 𝑜𝑢 𝑥 = 8] ⟺ 𝑥 = 8. Logo 𝑥 − √5𝑥 + 24 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 8. Assim, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 − 15 ≤ 𝑥 ≤ 15 𝑒 𝑥 ≥ − 24 5 𝑒 𝑥 ≠ 8}. Como −15 < − 24 5 < 8 < 15, 𝐷 = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 24 5 ≤ 𝑥 < 8 𝑜𝑢 8 < 𝑥 ≤ 15]}. Dado que 𝐷 = [− 14 5 , 8) ∪ (8,15], {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ −𝑎 𝑒 [− 24 5 ≤ 𝑥 < 8 𝑜𝑢 8 < 𝑥 ≤ 15]} = [− 14 5 , 9) ∪ (8,15] Como − 24 5 < − 14 5 , , a igualdade dos conjuntos acima é verdadeira se −𝑎 = − 14 5 . Portanto 𝑎 = 14 5 e a única opção verdadeira é a opção (a), que é 2 < 𝑎 < 3. Questão 2 [1,7] TIPO 1 Considere que a parábola desenhada abaixo é o gráfico da função 𝑔(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, onde 𝑎, 𝑏, 𝑐 são constantes reais e 𝑎 ≠ 0. Considere a função 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2𝑥2−5𝑥−3 , 𝑥 ∈ ℝ. Determine a expressão de 𝑔(𝑥) e o intervalo ou união de intervalos disjuntos de 𝑥 em que 𝑓(𝑥) < 0. Com os valores de 𝑎, 𝑏, 𝑐 da expressão de 𝑔(𝑥), calcule 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 5 de 27 Responda qual das opções abaixo é a verdadeira. (a) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −10 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 2 ) ∪ (3,∞) (b) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −3 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−1, 6) (c) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −13 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 2 ) ∪ (3,∞) (d) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −10 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ (6,∞) (e) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 11 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 2 ) ∪ (2,∞) (f) 4𝑎 −𝑏 + 𝑐 = −10 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (− 1 2 , 3) (g) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −13 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−1, 6) RESOLUÇÃO Determinação da expressão de 𝒈(𝒙) No esboço há dois pontos da parábola: o vértice 𝑉(4,−3) e o ponto 𝑃(0,−7) do eixo 𝑦. Sabemos que a forma canônica da função quadrática 𝑔 é 𝑔(𝑥) = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘, onde ℎ = 𝑥𝑉 e 𝑘 = 𝑦𝑉 são as coordenadas do vértice. Como as coordenadas do vértice 𝑉 são ℎ = 4 e 𝑘 = −3, temos que 𝑔(𝑥) = 𝑎(𝑥 − 4)2 − 3. Para determinar a constante 𝑎 podemos substituir as coordenadas do ponto 𝑃(0,−7) na expressão acima, ou seja, 𝑥 = 0, 𝑦 = 𝑔(0) = −7. Assim, 𝑔(0) = 𝑎(0 − 4)2 − 3 𝑒 𝑔(0) = −7 ⟹ 𝑎(0 − 4)2 − 3 = −7 ⟹ 16𝑎 = −7 + 3 ⟹ 16𝑎 = −4 ⟹ 𝑎 = − 1 4 Logo, 𝑔(𝑥) = − 1 4 (𝑥 − 4)2 − 3. Elevando a expressão (𝑥 − 4) ao quadrado e simplificando, 𝑔(𝑥) = − 1 4 (𝑥 − 4)2 − 3 = − 1 4 (𝑥2 − 8𝑥 + 16) − 3 = − 1 4 𝑥2 + 2𝑥 − 4 − 3 = − 1 4 𝑥2 + 2𝑥 − 7. Portanto 𝑔(𝑥) = − 1 4 𝑥2 + 2𝑥 − 7. Assim, 𝑎 = − 1 4 , 𝑏 = 2, 𝑐 = −7, donde 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 4 (− 1 4 ) − 2 − 7 = −1 − 2 − 7 = −10. Resolução de 𝒇(𝒙) < 𝟎. Para responder quais são os intervalos de 𝑥 em que 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2𝑥2−5𝑥−3 < 0, vamos usar tabela de sinais de 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2𝑥2−5𝑥−3 • Sinal de 𝑔(𝑥): Observando o gráfico de 𝑔(𝑥), concluímos que 𝑔(𝑥) < 0 para ∀𝑥 ∈ ℝ. • Sinal de ℎ(𝑥) = 2𝑥2 − 5𝑥 − 3: 2𝑥2 − 5𝑥 − 3 = 0 ⟺ 𝑥 = −(−5)±√(−5)2−4(2)(−3) 2(2) = 5±√25+24 4 = 5±√49 4 = 5±7 4 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 6 de 27 ⟺ 𝑥 = − 2 4 = − 1 2 𝑜𝑢 𝑥 = 12 4 = 3. Como o coeficiente de 𝑥2 é igual a 2 > 0, o gráfico de ℎ(𝑥) é uma parábola com concavidade para cima e concluímos que: 2𝑥2 − 5𝑥 − 3 > 0 ⟺ 𝑥 < − 1 2 𝑜𝑢 𝑥 > 3. 2𝑥2 − 5𝑥 − 3 > 0 ⟺ − 1 2 < 𝑥 < 3. Assim, podemos construir a tabela. (−∞,− 1 2 ) − 1 2 (− 1 2 , 3) 3 (3,∞ ) 𝑔(𝑥) − − − − − 2𝑥2 − 5𝑥 − 3 + 0 − 0 + 𝑔(𝑥) 2𝑥2−5𝑥−3 − 𝑛𝑑 + 𝑛𝑑 − Observando a primeira e a última linha da tabela, concluímos que 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 2 ) ∪ (3,∞) Portanto a opção verdadeira é a opção(a) que é: 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −10 e 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 2 ) ∪ (3,∞). Questão 2 [1,7] TIPO 2 Considere que a parábola desenhada abaixo é o gráfico da função 𝑔(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, onde 𝑎, 𝑏, 𝑐 são constantes reais e 𝑎 ≠ 0. Considere a função 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) −3𝑥2−2𝑥+1 , 𝑥 ∈ ℝ. Determine a expressão de 𝑔(𝑥) e o intervalo ou união de intervalos disjuntos de 𝑥 em que 𝑓(𝑥) > 0. Com os valores de 𝑎, 𝑏, 𝑐 da expressão de 𝑔(𝑥), calcule 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐. Responda qual das opções abaixo é a verdadeira. (a) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −8 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ ( 1 3 , ∞) (b) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −7 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ ( 1 3 , ∞) APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 7 de 27 (c) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −23 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (− 1 3 , 1) (d) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −18 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ ( 1 3 , ∞) (e) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −8 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,− 1 3 ) ∪ (1,∞) (f) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −8 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−1, 1 3 ) (g) 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −23 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−1, 3) RESOLUÇÃO Determinação da expressão de 𝒈(𝒙) No esboço há dois pontos da parábola: o vértice 𝑉(−2,−3) e o ponto 𝑃(0,−8) do eixo 𝑦. Sabemos que a forma canônica da função quadrática 𝑔 é 𝑔(𝑥) = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘, onde ℎ = 𝑥𝑉 e 𝑘 = 𝑦𝑉 são as coordenadas do vértice. Como as coordenadas do vértice 𝑉 são ℎ = −2 e 𝑘 = −3, temos que 𝑔(𝑥) = 𝑎(𝑥 − (−2))2 − 3 = 𝑎(𝑥 + 2))2 − 3. Para determinar a constante 𝑎 podemos substituir as coordenadas do ponto 𝑃(0,−8) na expressão acima, ou seja, 𝑥 = 0, 𝑦 = 𝑔(0) = −8. Assim, 𝑔(0) = 𝑎(0 + 2)2 − 3 𝑒 𝑔(0) = −8 ⟹ 𝑎(0 + 2)2 − 3 = − 8 ⟹ 4𝑎 = −8 + 3 ⟹ 4𝑎 = −5 ⟹ 𝑎 = − 5 4 Logo, 𝑔(𝑥) = − 5 4 (𝑥 + 2)2 − 3. Elevando a expressão (𝑥 + 2) ao quadrado e simplificando, 𝑔(𝑥) = − 5 4 (𝑥 + 2)2 − 3 = − 5 4 (𝑥2 + 4𝑥 + 4) − 3 = − 5 4 𝑥2 − 5𝑥 − 5 − 3 = − 5 4 𝑥2 − 5𝑥 − 8. Portanto 𝑔(𝑥) = − 5 4 𝑥2 − 5𝑥 − 8. Assim, 𝑎 = − 5 4 , 𝑏 = −5, 𝑐 = −8 , donde 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 4 (− 5 4 ) + 5 − 8 = −5 + 5 − 8 = −8. Resolução de 𝒇(𝒙) > 𝟎. Para responder quais são os intervalos de 𝑥 em que 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) −3𝑥2−2𝑥+1 > 0, vamos usar tabela de sinais de 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) −3𝑥2−2𝑥+1 • Sinal de 𝑔(𝑥): Observando o gráfico de 𝑔(𝑥), concluímos que 𝑔(𝑥) < 0 para ∀𝑥 ∈ ℝ. • Sinal de ℎ(𝑥) = −3𝑥2 − 2𝑥 + 1: −3𝑥2 − 2𝑥 + 1 = 0 ⟺ 𝑥 = −(−2)±√(−2)2−4(−3)(1) 2(−3) = 2±√4+12 −6 = 2±√16 −6 = 2±4 −6 ⟺ 𝑥 = −2 −6 = 1 3 𝑜𝑢 𝑥 = 6 −6 = −1. Como o coeficiente de 𝑥2 é igual a −3 < 0, o gráfico de ℎ(𝑥) é uma parábola com concavidade para baixo e concluímos que: APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 8 de 27 −3𝑥2 − 2𝑥 + 1 > 0 ⟺ −1 < 𝑥 < 1 3 . −3𝑥2 − 2𝑥 + 1 < 0 ⟺ 𝑥 < −1 𝑜𝑢 𝑥 > 1 3 . Assim, podemos construir a tabela. (−∞,−1) −1 (−1, 1 3 ) 1 3 ( 1 3 , ∞ ) 𝑔(𝑥) − − − − − −3𝑥2 − 2𝑥 + 1 − 0 + 0 − 𝑔(𝑥) 2𝑥2−5𝑥−3 + 𝑛𝑑 − 𝑛𝑑 + Observando a primeira e a última linha da tabela, concluímos que 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ ( 1 3 , ∞) Portanto a opção verdadeira é a opção (a) que é: 4𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = −8 e 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞,−1) ∪ ( 1 3 , ∞) Questão 3 [1,7] TIPO 1 Seja 𝑝(𝑥) = 𝑎𝑥4 + 4𝑥3 + (5𝑏 − 𝑎)𝑥2 + 𝑏𝑥 + 2 , onde 𝑎 e 𝑏 são constantes reais. Considere que 𝑥 = −2 e 𝑥 = 1 são raízes de 𝑝(𝑥). Encontre os valores das constantes 𝑎 e 𝑏 . Encontre todas as raízes reais de 𝑝(𝑥). Fatore esse polinômio em ℝ. Responda qual das opções abaixo é a verdadeira. (a) 𝑎 + 2𝑏 = 2 e 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(2𝑥 − 1)(2𝑥 + 1) (b) 𝑎 + 2𝑏 = −2 e 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(2𝑥 − 1)(2𝑥 + 1) (c) 𝑎 + 2𝑏 = 6 e 𝑝(𝑥) = 4(𝑥 − 1)(𝑥 − 2) (𝑥 − 1 2 ) (𝑥 + 1 2 ) (d) 𝑎 + 2𝑏 = 6 e 𝑝(𝑥) = 4(𝑥 − 1)(𝑥 − 2) (𝑥 − 1 4 ) (𝑥 + 1 4 ) (e) 𝑎 + 2𝑏 = 2 e 𝑝(𝑥) = 4(𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(2𝑥 − 1)(2𝑥 + 1) RESOLUÇÃO: Como 𝑥 = 1 é raiz desse polinômio então 𝑝(𝑥) é divisível por 𝑥 − 1 . Vamos dividir 𝑝(𝑥) por (𝑥 − 1), usando Briot-Ruffini. 𝑎 4 (5𝑏 − 𝑎) 𝑏 2 1 𝑎 1 ∙ 𝑎 + 4 = 𝑎 + 4 1 ∙ (𝑎 + 4) + (5𝑏 − 𝑎) = 5𝑏 + 4 1 ∙ (5𝑏 + 4) + 𝑏 = 6𝑏 + 4 1 ∙ (6𝑏 + 4) + 2 = 6𝑏 + 6 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 9 de 27 Como 𝑝(𝑥) é divisível por 𝑥 − 1 então o resto dessa divisão é zero, assim, 6𝑏 + 𝑏 = 0 , donde 6𝑏 = −𝑏 e, portanto, 𝒃 = −𝟏. Do dispositivo Briot-Ruffini acima temos: 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1) (𝑎𝑥3 + (𝑎 + 4)𝑥2 + (5𝑏 + 4)𝑥 + (6𝑏 + 4)). Chamemos de 𝑞(𝑥) o polinômio, 𝑞(𝑥) = 𝑎𝑥3 + (𝑎 + 4)𝑥2 + (5𝑏 + 4)𝑥 + (6𝑏 + 4). Assim, 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1) (𝑎𝑥3 + (𝑎 + 4)𝑥2 + (5𝑏 + 4)𝑥 + (6𝑏 + 4)) = (𝑥 − 1) ∙ 𝑞(𝑥). Como 𝑥 = −2 é raiz de 𝑝(𝑥) , então, 𝑞(𝑥) = 𝑎𝑥3 + (𝑎 + 4)𝑥2 + (5𝑏 + 4)𝑥 + (6𝑏 + 4) é divisível por 𝑥 + 2. Vamos dividir 𝑞(𝑥) por (𝑥 + 2), usando Briot-Ruffini. 𝑎 (𝑎 + 4) (5𝑏 + 4) (6𝑏 + 4) −2 𝑎 (−2) ∙ 𝑎 + (𝑎 + 4) = −𝑎 + 4 (−2) ∙ (−𝑎 + 4) + (5𝑏 + 4) = 2𝑎 + 5𝑏 − 4 (−2) ∙ (2𝑎 + 5𝑏 − 4) + (6𝑏 + 4) = −4𝑎 − 4𝑏 + 12 Como 𝑞(𝑥) é divisível por 𝑥 + 2 então o resto dessa divisão é zero, assim, −4𝑎 − 4𝑏 + 12 = 𝟎 e 𝒒(𝒙) = (𝒙 + 𝟐)(𝒂𝒙𝟐 + (−𝒂 + 𝟒)𝒙 + (𝟐𝒂 + 𝟓𝒃 + 𝟏𝟐)) Temos duas condições sobre 𝑎 e 𝑏 : 𝑏= −1 e −4𝑎 − 4𝑏 + 12 = 0 . Substituindo 𝑏 = −1 em −4𝑎 − 4𝑏 + 12 = 0 , temos: −4𝑎 − 4. (−1) + 12 = 0 ⇔ −4𝑎 + 16 = 0 ⇔ 4𝑎 = 16 ⇔ 𝑎 = 16 4 = 4 Logo, 𝒂 = 𝟒 e 𝒃 = −1 Como, 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1) ∙ 𝑞(𝑥) = (𝑥 − 1) (𝑥 + 2)(𝑎𝑥2 + (−𝑎 + 4)𝑥 + (2𝑎 + 5𝑏 − 4)). Fazendo 𝑎 = 4 e 𝑏 = −1 na igualdade acima, encontramos, 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(4𝑥2 − 1). Como queremos fatorar 𝑝(𝑥) em ℝ, basta fatorar o polinômio 𝑦 = 4𝑥2 − 1. Temos que, 𝑦 = 4𝑥2 − 1 = (2𝑥 − 1)(2𝑥 + 1) . Portanto, 𝒑(𝒙) = (𝒙 − 𝟏)(𝒙 + 𝟐)(𝟐𝒙 − 𝟏)(𝟐𝒙 + 𝟏) ou 𝒑(𝒙) = 𝟒(𝒙 − 𝟏)(𝒙 + 𝟐) (𝒙 − 𝟏 𝟐 ) (𝒙 + 𝟏 𝟐 ). Como nas opções de resposta é pedido o valor de 𝑎 + 2𝑏 , temos que 𝑎 + 2𝑏 = 4 + 2 ∙ (−1) = 2 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 10 de 27 Logo, 𝒂 + 𝟐𝒃 = 𝟐. A resposta correta é a opção (a) que é : 𝒂 + 𝟐𝒃 = 𝟐 e 𝒑(𝒙) = (𝒙 − 𝟏)(𝒙 + 𝟐)(𝟐𝒙 − 𝟏)(𝟐𝒙 + 𝟏). OBSERVAÇÃO: Temos outras formas de resolver essa questão, por exemplo, usando o fato, que como 𝑥 = −2 e 𝑥 = 1 são raízes de 𝑝(𝑥), então 𝑝(−2) = 0 e 𝑝(1) = 0. ____________________________________________________________________________________ Questão 3 [1,7] TIPO 2 Seja 𝑝(𝑥) = 3𝑎𝑥4 − 3𝑎𝑥3 − 19𝑥2 + 𝑏𝑥 + 2 , onde 𝑎 e 𝑏 são constantes reais. Considere que 𝑥 = −1 e 𝑥 = 2 são raízes de 𝑝(𝑥). Encontre os valores das constantes 𝑎 e 𝑏 . Encontre todas as raízes reais de 𝑝(𝑥). Fatore esse polinômio em ℝ. Responda qual das opções abaixo é a verdadeira. (a) 2𝑎 + 𝑏 = 7 e 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)(3𝑥 − 1)(3 𝑥 + 1) (b) 2𝑎 + 𝑏 = 5 e 𝑝(𝑥) = 9(𝑥 + 1)(𝑥 − 2) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 + 1 3 ) (c) 2𝑎 + 𝑏 = −7 e 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 + 1 3 ) (d) 2𝑎 + 𝑏 = 7 e 𝑝(𝑥) = 9(𝑥 − 1)(𝑥 − 2)(3𝑥 − 1)(3𝑥 + 1) (e) 2𝑎 + 𝑏 = 1 e 𝑝(𝑥) = 9(𝑥 + 1)(𝑥 + 2)(3𝑥 − 1)(3𝑥 + 1) RESOLUÇÃO: Como 𝑥 = −1 é raiz desse polinômio então 𝑝(𝑥) é divisível por 𝑥 + 1 . Vamos dividir 𝑝(𝑥) por (𝑥 + 1), usando Briot-Ruffini. 3𝑎 −3𝑎 −19 𝑏 2 −1 3𝑎 (− 1) ∙ (3𝑎) − 3𝑎 = −6𝑎 (− 1) ∙ (−6𝑎) − 19 = 6𝑎 − 19 (−1) ∙ (6𝑎 − 19) + 𝑏 = −6𝑎 + 𝑏 + 19 (−1) ∙ (−6𝑎 + 𝑏 + 19) + 2 = 6𝑎 − 𝑏 − 17 Como 𝑝(𝑥) é divisível por 𝑥 + 1 então o resto dessa divisão é zero, assim, 𝟔𝒂 − 𝒃 − 𝟏𝟕 = 𝟎 . Do dispositivo Briot-Ruffini acima temos: 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1) (3𝑎𝑥3 − 6𝑎𝑥2 + (6𝑎 − 19)𝑥 + (−6𝑎 + 𝑏 + 19) ). Chamemos de 𝑞(𝑥) o polinômio, 𝑞(𝑥) = 3𝑎𝑥3 − 6𝑎𝑥2 + (6𝑎 − 19)𝑥 + (−6𝑎 + 𝑏 + 19) Assim, 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1)(3𝑎𝑥3 − 6𝑎𝑥2 + (6𝑎 − 19)𝑥 + (−6𝑎 + 𝑏 + 19)) = (𝑥 + 1) ∙ 𝑞(𝑥). Como 𝑥 = 2 é raiz de 𝑝(𝑥) , então, APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 11 de 27 𝑞(𝑥) = 3𝑎𝑥3 − 6𝑎𝑥2 + (6𝑎 − 19)𝑥 + (−6𝑎 + 𝑏 + 19) é divisível por 𝑥 − 2. Vamos dividir 𝑞(𝑥) por (𝑥 − 2), usando Briot-Ruffini. 3𝑎 −6𝑎 (6𝑎 − 19) (−6𝑎 + 𝑏 + 19) 2 3𝑎 2 ∙ 3𝑎 − 6𝑎 = 0 2 ∙ 0 + (6𝑎 − 19) = 6𝑎 − 19 2 ∙ (6𝑎 − 19) + (−6𝑎 + 𝑏 + 19) = 6𝑎 + 𝑏 − 19 Como 𝑞(𝑥) é divisível por 𝑥 + 2 então o resto dessa divisão é zero, assim, 6𝑎 + 𝑏 − 19 = 0 e 𝑞(𝑥) = (𝑥 − 2)(3𝑎𝑥2 + 0 ∙ 𝑥 + (6𝑎 − 19)) Temos duas condições sobre 𝑎 e 𝑏 : 6𝑎 − 𝑏 − 17 = 0 e 6𝑎 + 𝑏 − 19 = 0 . Resolvendo o sistema { 𝟔𝒂 − 𝒃 = 𝟏𝟕 𝟔𝒂 + 𝒃 = 𝟏𝟗 , encontramos 𝒂 = 𝟑 e 𝒃 = 𝟏 , Como, 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2) (𝟑𝒂𝒙𝟐 + 𝟎 ∙ 𝒙 + (𝟔𝒂 − 𝟏𝟗)) = Fazendo 𝒂 = 𝟑 na igualdade acima, encontramos, 𝑝(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)(9𝑥2 − 1). Como queremos fatorar 𝑝(𝑥) em ℝ, basta fatorar o polinômio 𝑦 = 9𝑥2 − 1. Temos que, 𝑦 = 9𝑥2 − 1 = (3𝑥 − 1)(3𝑥 + 1) . Portanto, 𝒑(𝒙) = (𝒙 + 𝟏)(𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟏)(𝟑𝒙 + 𝟏) ou 𝒑(𝒙) = 𝟗(𝒙 + 𝟏)(𝒙 − 𝟐) (𝒙 − 𝟏 𝟑 ) (𝒙 + 𝟏 𝟑 ). Como nas opções de resposta é pedido o valor de 2𝑎 + 𝑏 , temos que 2𝑎 + 𝑏 = 6 + 1 = 7 Logo, 𝟐𝒂 + 𝒃 = 𝟕. A resposta correta é a opção (a) que é: 𝟐𝒂 + 𝒃 = 𝟕 e 𝒑(𝒙) = (𝒙 + 𝟏)(𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟏)(𝟑 𝒙 + 𝟏) . OBSERVAÇÃO: Temos outras formas de resolver essa questão, por exemplo, usando o fato, que como 𝑥 = 2 e 𝑥 = −1 são raízes de 𝑝(𝑥), então 𝑝(2) = 0 e 𝑝(−1) = 0. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 12 de 27 Questão 4 [1,5] TIPO 1 Considere o gráfico da função 𝑓 esboçado acima. O ponto (5, −1) do gráfico de 𝑓 é obtido por translações do ponto (0, 0) do gráfico de 𝑦 = √𝑥. Considere os números reais 𝑎1 ≤ 𝑎2 ≤ 𝑎3 ≤ 𝑎4 ≤ 𝑎5 ≤ 𝑎6. A função 𝑓 pode ser definida da seguinte forma: 𝑓(𝑥) = { 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎1 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎2 𝑎𝑥 + 𝑏 𝑠𝑒 𝑎3 < 𝑥 < 𝑎4 𝑎√𝑥 + 𝑏 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎5 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎6 Encontre as três expressões que estão na definição da função partida 𝑓 para escolher em cada um dos itens abaixo a opção correta. (1) A opção correta para a primeira linha da definição de 𝑓(𝑥) é: ________________________ (2) A opção correta para a segunda linha da definição de 𝑓(𝑥) é: ________________________ (3) A opção correta para a terceira linha da definição de 𝑓(𝑥) é: ________________________ Opções de respostas do item (1) Opção 1 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2] Opção 2 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2) Opção 3 na expressão da parábola, 𝑎 = −2, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2] Opção 4 na expressão da parábola, 𝑎 = −2, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2) Opção 5 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = −3 se 𝑥 ∈ [−5, 2] Opção 6 na expressão da parábola, 𝑎 = 1, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2] APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 13 de 27 Opções de respostas do item (2) Opção 7 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 4, se 𝑥 ∈ (2, 5) Opção 8 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 4, se 𝑥 ∈ [2, 5) Opção 9 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = −4 se 𝑥 ∈ (2, 5) Opção 10 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = −4 se 𝑥 ∈ [2, 5) Opção 11 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 4 se 𝑥 ∈ (2, 5] Opções de respostas do item (3) Opção 12 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = −5 se 𝑥 ∈ [5, 9] Opção 13 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = 5 se 𝑥 ∈ [5, 9] Opção 14 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 1 𝑒 𝑏 = −5 se 𝑥 ∈ [5, 9) Opção 15 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = −2 𝑒 𝑏 = −5 se 𝑥 ∈ [5, 9] Opção 16 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = −1 𝑒 𝑏 = 5 se 𝑥 ∈ [5, 9] RESOLUÇÃO: Vamos escrever a equação da parábola que tem vértice no ponto 𝑉(1, 4) e contém o ponto (2, 3). Vamos usar a forma canônica da equação de uma função quadrática que é 𝑦 = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘, onde 𝑎, ℎ, 𝑘 são constantes reais, 𝑎 ≠ 0. Neste caso 𝑦 = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘 = 𝑎(𝑥 − 1)2 + 4. Como essa parábola contém o ponto (2, 3), então 3 = 𝑎(2 − 1)2 + 4 = 𝑎 ∙ 1 + 4. Portanto, 𝑎 = −1. Assim, 𝑦 = −(𝑥 − 1)2 + 4, donde 𝑦 = −(𝑥2 − 2𝑥 + 1) + 4 = − 𝑥2 + 2𝑥 + 3 . Logo, a parábola que tem vértice no ponto 𝑉(1, 4) e contém o ponto (2, 3) tem como equação 𝒚 = − 𝒙𝟐 + 𝟐𝒙 + 𝟑. Escrevendo a equação da reta que contém os pontos (2, 2) e (5, −1) O coeficiente angular dessa reta é: 𝑚 = 2−(−1) 2−5 = 3 −3 = −1 . Logo, a equação da reta é: 𝑦 − 2 = −1(𝑥 − 2) ⇔ 𝑦 = −𝑥 + 2 + 2 ⇔ 𝑦 = −𝑥 + 4 . Logo, a equação da reta que contém os pontos (2, 2) e (5, −1) é 𝒚 = −𝒙 + 𝟒 . Pela definição da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) , temos que 𝑓(𝑥) = 𝑎√𝑥 + 𝑏 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎5 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎6 e sabendo que o ponto (5, −1) do gráfico de𝑓 é obtido por translações do ponto (0, 0) do gráfico de 𝑦 = √𝑥, APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 14 de 27 concluímos que o gráfico de 𝑦 = √𝑥 foi transladado horizontalmente 5 unidades para direita e transladado verticalmente, 1 unidade para baixo, assim 𝑦 = 𝑎√𝑥 − 5 − 1 . Como a função 𝑦 = 𝑎√𝑥 − 5 − 1 contém o ponto (9, 3), então 3 = 𝑎√9 − 5 − 1 ⇔ 3 = 𝑎√4 − 1 ⇔ 3 = 2𝑎 − 1 ⇔ 2𝑎 = 4 ⇔ 𝑎 = 2 . Portanto, 𝒚 = 𝟐√𝒙 − 𝟓 − 𝟏. Para escrever a expressão da função 𝑓 , vamos usar: a equação da parábola: 𝒚 = − 𝒙𝟐 + 𝟐𝒙 + 𝟑 ; a equação da reta: 𝒚 = −𝒙 + 𝟒 ; a equação da raiz quadrada: 𝒚 = 𝟐√𝒙 − 𝟓 − 𝟏 Vamos observar no gráfico da função 𝑓 , que partes dos gráficos dessas três funções foram usadas na construção do gráfico da função 𝑓. Para isso vamos observar os intervalos determinados em cada linha da expressão da função 𝑓 , assim, 𝑓(𝑥) = { −𝑥2 + 2𝑥 + 3 𝑠𝑒 − 2 ≤ 𝑥 ≤ 2 −𝑥 + 4 𝑠𝑒 2 < 𝑥 < 5 2√𝑥 − 5 − 1 𝑠𝑒 5 ≤ 𝑥 ≤ 9 Lembre que, os pontos abertos no gráfico não fazem parte do gráfico da função. Portanto, No item (1), a opção correta é: na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [−2, 2]. No item (2), a opção correta é: na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 4, se 𝑥 ∈ (2, 5). No item (3), a opção correta é: na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = −5 se 𝑥 ∈ [5, 9]. Questão 4 [1,5] TIPO 2 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 15 de 27 Considere o gráfico da função 𝑓 esboçado acima. O ponto (8, −1) do gráfico de 𝑓 é obtido por translações do ponto (0, 0) do gráfico de 𝑦 = √𝑥. Considere os números reais 𝑎1 ≤ 𝑎2 ≤ 𝑎3 ≤ 𝑎4 ≤ 𝑎5 ≤ 𝑎6. A função 𝑓 pode ser definida da seguinte forma: 𝑓(𝑥) = { 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎1 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎2 𝑎𝑥 + 𝑏 𝑠𝑒 𝑎3 < 𝑥 < 𝑎4 𝑎√𝑥 + 𝑏 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎5 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎6 Encontre as três expressões que estão na definição da função partida 𝑓 para escolher em cada um dos itens abaixo a opção correta. (1) A opção correta para a primeira linha da definição de 𝑓(𝑥) é: __________________ (2) A opção correta para a segunda linha da definição de 𝑓(𝑥) é: __________________ (3) A opção correta para a terceira linha da definição de 𝑓(𝑥) é: __________________ Opções de respostas do item (1) Opção 1 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = −12 se 𝑥 ∈ [1, 5] Opção 2 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = −12 se 𝑥 ∈ [1, 5) Opção 3 na expressão da parábola, 𝑎 = −2, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [1, 5] Opção 4 na expressão da parábola, 𝑎 = −2, 𝑐 = 3 se 𝑥 ∈ [1, 5) Opção 5 na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = 12 se 𝑥 ∈ [−1, 5] Opção 6 na expressão da parábola, 𝑎 = 1, 𝑐 = −12 se 𝑥 ∈ [1, 5] Opções de respostas do item (2) Opção 7 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 7, se 𝑥 ∈ (5, 8) Opção 8 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 7, se 𝑥 ∈ [5, 8) Opção 9 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = −7 se 𝑥 ∈ (5, 8) Opção 10 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = −7 se 𝑥 ∈ [5, 8) Opção 11 na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 7 se 𝑥 ∈ (5, 8] Opções de respostas do item (3) Opção 12 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = −8 se 𝑥 ∈ [8, 12] Opção 13 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = 8 se 𝑥 ∈ [8, 12] Opção 14 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 1 𝑒 𝑏 = −8 se 𝑥 ∈ [8, 12) APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 16 de 27 Opção 15 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = −2 𝑒 𝑏 = −8 se 𝑥 ∈ [8, 12] Opção 16 na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = −1 𝑒 𝑏 = 8 se 𝑥 ∈ [8, 12] RESOLUÇÃO: Vamos escrever a equação da parábola que tem vértice no ponto 𝑉(4, 4) e contém o ponto (5, 3). Vamos usar a forma canônica da equação de uma função quadrática que é 𝑦 = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘, onde 𝑎, ℎ, 𝑘 são constantes reais, 𝑎 ≠ 0. Neste caso 𝑦 = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘 = 𝑎(𝑥 − 4)2 + 4. Como essa parábola contém o ponto (5, 3), então 3 = 𝑎(5 − 4)2 + 4 = 𝑎 ∙ 1 + 4. Portanto, 𝑎 = −1. Assim, 𝑦 = −(𝑥 − 4)2 + 4, donde 𝑦 = −(𝑥2 − 8𝑥 + 16) + 4 = − 𝑥2 + 8𝑥 − 12 . Logo, a parábola que tem vértice no ponto 𝑉(4, 4) e contém o ponto (5, 3) tem como equação 𝒚 = − 𝒙𝟐 + 𝟖𝒙 − 𝟏𝟐. Escrevendo a equação da reta que contém os pontos (5, 2) e (8, −1) O coeficiente angular dessa reta é: 𝑚 = 2−(−1) 5−8 = 3 −3 = −1 . Logo, a equação da reta é: 𝑦 − 2 = −1(𝑥 − 5) ⇔ 𝑦 = −𝑥 + 5 + 2 ⇔ 𝑦 = −𝑥 + 7 . Logo, a equação da reta que contém os pontos (5,2) e (8, −1) é 𝒚 = −𝒙 + 𝟕 . Pela definição da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) , temos que 𝑓(𝑥) = 𝑎√𝑥 + 𝑏 + 𝑐 𝑠𝑒 𝑎5 ≤ 𝑥 ≤ 𝑎6 e sabendo que o ponto (8, −1) do gráfico de 𝑓 é obtido por translações do ponto (0, 0) do gráfico de 𝑦 = √𝑥, concluímos que o gráfico de 𝑦 = √𝑥 foi transladado horizontalmente 8 unidades para direita e transladado verticalmente, 1 unidade para baixo, assim 𝑦 = 𝑎√𝑥 − 8 − 1 . Como a função 𝑦 = 𝑎√𝑥 − 8 − 1 contém o ponto (12, 3), então 3 = 𝑎√12 − 8 − 1 ⇔ 3 = 𝑎√4 − 1 ⇔ 3 = 2𝑎 − 1 ⇔ 2𝑎 = 4 ⇔ 𝑎 = 2 . Portanto, 𝒚 = 𝟐√𝒙 − 𝟖 − 𝟏. Para escrever a expressão da função 𝑓 , vamos usar: a equação da parábola: 𝒚 = − 𝒙𝟐 + 𝟖𝒙 − 𝟏𝟐 ; a equação da reta: 𝒚 = −𝒙 + 𝟕 ; a equação da raiz quadrada: 𝒚 = 𝟐√𝒙 − 𝟖 − 𝟏 APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 17 de 27 Vamos observar no gráfico da função 𝑓 , que partes dos gráficos dessas três funções foram usadas na construção do gráfico da função 𝑓. Para isso vamos observar os intervalos determinados em cada linha da expressão da função 𝑓 , assim, 𝑓(𝑥) = { −𝑥2 + 8𝑥 − 12 𝑠𝑒 1 ≤ 𝑥 ≤ 5 −𝑥 + 7 𝑠𝑒 5 < 𝑥 < 8 2√𝑥 − 8 − 1 𝑠𝑒 8 ≤ 𝑥 ≤ 12 Lembre que, os pontos abertos no gráfico não fazem parte do gráfico da função. Portanto, No item (1), a opção correta é: na expressão da parábola, 𝑎 = −1, 𝑐 = −12 se 𝑥 ∈ [1, 5]. No item (2), a opção correta é: na expressão do segmento da reta, 𝑏 = 7, se 𝑥 ∈ (5, 8). No item (3), a opção correta é: na expressão que envolve raiz quadrada, 𝑎 = 2 𝑒 𝑏 = −8 se 𝑥 ∈ [8, 12]. _____________________________________________________________________________________ Questão 5 [1,7] TIPO 1 Considere as funções 𝑦 = 𝑓(𝑥) e 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2), cujos gráficos estão esboçados abaixo. Aplicando uma sequência de transformações no gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥), encontramos o gráfico da função 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). Dentre as opções abaixo marque a única sequência correta de transformações. Opção (a) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥 − 2) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2) APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 18 de 27 Opção (b) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 + 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥 − 2) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2) Opção (c) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥|)𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 2) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(|𝑥| − 2) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2) Opção (d) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(𝑥 − 2) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 2) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 + 𝑓(|𝑥| − 2) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2) Opção (e) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2) RESOLUÇÃO • Verificando as transformações da opção (a), concluímos que estão corretas. • Verificando as transformações da opção (b), encontramos um erro em 𝑦 = 3 + 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(𝑥). Pois, ao aplicar a reflexão no eixo 𝑥 sobre a função 𝑦 = 3 + 𝑓(𝑥), o correto é obter 𝑦 = −3 − 𝑓(𝑥). Se a partir de 𝑦 = −3 − 𝑓(𝑥), aplicássemos as mesmas transformações da opção 2, teríamos obtido: 𝑦 = −3 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = −3 − 𝑓(𝑥 − 2) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = −3 − 𝑓(|𝑥| − 2) E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). • Verificando as transformações da opção (c), encontramos um erro em 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 2). APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 19 de 27 Pois, ao aplicar a translação horizontal de 2 unidades para a direita sobre a função 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) , o correto é obter 𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 2|) . Se a partir de 𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 2|) , aplicássemos as mesmas transformações da opção (c), teríamos obtido: 𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 2|) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(|𝑥 − 2|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥 − 2|) E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). • Verificando as transformações da opção (d), encontramos um erro em 𝑦 = 3 + 𝑓(|𝑥| − 2) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). Pois, ao aplicar a reflexão no eixo 𝑥 sobre a função 𝑦 = 3 + 𝑓(|𝑥| − 2), o correto é obter 𝑦 = −3 − 𝑓(|𝑥| − 2). E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). • Verificando as transformações da opção (e), encontramos um erro em 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). Pois, ao aplicar a translação horizontal de 2 unidades para a direita sobre a função 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥|), o correto é obter 𝑦 = 3 − 𝑓(|𝑥 − 2|). E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 3 − 𝑓(|𝑥| − 2). Questão 5 [1,7] TIPO 2 Considere as funções 𝑦 = 𝑓(𝑥) e 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3), cujos gráficos estão esboçados abaixo. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 20 de 27 Aplicando uma sequência de transformações no gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥), encontramos o gráfico da função 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). Dentre as opções abaixo marque a única sequência correta de transformações. Opção (a) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥 − 3) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3) Opção (b) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 + 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥 − 3) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3) Opção (c) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 3) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(|𝑥| − 3) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3) Opção (d) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(𝑥 − 3) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 3) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 + 𝑓(|𝑥| − 3) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3) Opção (e) 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3) RESOLUÇÃO • Verificando as transformações da opção (a), concluímos que estão corretas. • Verificando as transformações da opção (b), encontramos um erro em 𝑦 = 2 + 𝑓(𝑥) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(𝑥). APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 21 de 27 Pois, ao aplicar a reflexão no eixo 𝑥 sobre a função 𝑦 = 2 + 𝑓(𝑥), o correto é obter 𝑦 = −2 − 𝑓(𝑥). Se a partir de 𝑦 = −2 − 𝑓(𝑥), aplicássemos as mesmas transformações da opção 2, teríamos obtido: 𝑦 = −2 − 𝑓(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = −2 − 𝑓(𝑥 − 3) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥 → 𝑦 = −2 − 𝑓(|𝑥| − 3) E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). • Verificando as transformações da opção (c), encontramos um erro em 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 𝑓(|𝑥| − 3). Pois, ao aplicar a translação horizontal de 3 unidades para a direita sobre a função 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) , o correto é obter 𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 3|) . Se a partir de𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 3|) , aplicássemos as mesmas transformações da opção (c), teríamos obtido: 𝑦 = 𝑓(|𝑥 − 3|) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = −𝑓(|𝑥 − 3|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥 − 3|) E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). • Verificando as transformações da opção (d), encontramos um erro em 𝑦 = 2 + 𝑓(|𝑥| − 3) 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜𝑛𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). Pois, ao aplicar a reflexão no eixo 𝑥 sobre a função 𝑦 = 2 + 𝑓(𝑥), o correto é obter 𝑦 = −2 − 𝑓(|𝑥| − 3). E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). • Verificando as transformações da opção (e), encontramos um erro em 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥|) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). Pois, ao aplicar a translação horizontal de 3 unidades para a direita sobre a função 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥|), o correto é obter 𝑦 = 2 − 𝑓(|𝑥 − 3|). E assim, encontraríamos uma expressão diferente da expressão 𝑦 = 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑓(|𝑥| − 3). _____________________________________________________________________________________ APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 22 de 27 Questão 6 [1,6] TIPO 1 Observe o gráfico acima para escolher em cada um dos itens abaixo a opção correta. (1) Quanto ao estudo do sinal da função ℎ, podemos dizer que: _______________________________ (2) Quanto ao estudo do crescimento e decrescimento da função h, podemos dizer que: __________ (3) Quanto à função ℎ ser inversível ou não, podemos dizer que:______________________________ (4) Quanto à paridade da função ℎ, podemos dizer que: ______________________________________ Opções de respostas do item (1) Opção 1 Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é positiva e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é negativa Opção 2 Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é positiva e em (0, 4) ∪ (8, 12) a função ℎ é negativa Opção 3 Em (−4, 0) ∪ (4, 8) a função ℎ é positiva e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é negativa Opção 4 Em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ é positiva e em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é negativa Opções de respostas do item (2) Opção 5 Em [12, 18] a função ℎ é crescente e em [0, 4] a função ℎ é decrescente Opção 6 Em [−2, 3] a função ℎ é crescente e em [0, 4] a função ℎ é decrescente Opção 7 Em [12, 18] a função ℎ é crescente e em [−6,−2] a função ℎ é decrescente Opção 8 Em [5, 10] a função ℎ é crescente e em [10, 14] a função ℎ é decrescente Opções de respostas do item (3) Opção 9 Quando restrita ao intervalo [0, 4], a função h é INVERSÍVEL Opção 10 Quando restrita ao intervalo [17, 22] , a função h é INVERSÍVEL Opção 11 Quando restrita ao intervalo [4, 8], a função h NÃO é INVERSÍVEL Opções de respostas do item (4) APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 23 de 27 Opção 12 A função ℎ não é par e nem ímpar Opção 13 A função ℎ é par Opção 14 A função ℎ é ímpar RESOLUÇÃO: (1) Quanto ao estudo do sinal da função h, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é positiva e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é negativa”. Observamos que a opção: “Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é positiva e em (0, 4) ∪ (8, 12) a função ℎ é negativa” não é verdadeira pois em (8, 12) a função ℎ não é negativa, já que em (8, 10) a função ℎ é positiva. Observamos que a opção: “Em (−4, 0) ∪ (4, 8) a função ℎ é positiva e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é negativa” não é verdadeira pois em (−4, 0) a função ℎ é não é positiva, já que em (−4,−2) a função é negativa. Observamos que a opção: “Em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ é positiva e em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é negativa” não é verdadeira pois em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ é não é positiva, já que em (4, 5) a função ℎ é negativa e também em (12, 14) função ℎ é negativa. Também em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é não negativa, já que em (−9,−6) a função ℎ é positiva e também em (0, 4) a função ℎ é positiva. (2) Quanto ao estudo do crescimento e decrescimento da função 𝒉, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “Em [12, 18] a função ℎ é crescente e em [0, 4] a função ℎ é decrescente”. Observamos que a opção: “Em [−2, 3] a função ℎ é crescente e em [0, 4] a função ℎ é decrescente” não é verdadeira, pois em [−2, 3] a função ℎ não é crescente. A função ℎ é crescente em [−2, 0] e é decrescente em [0, 3]. Observamos que a opção: “Em [12, 18] a função ℎ é crescente e em [−6,−2] a função ℎ é decrescente” não é verdadeira, pois em [−6,−2] a função ℎ não é decrescente. A função ℎ é decrescente em [−6, −4] e é crescente em [−4,−2]. Observamos que a opção: “Em [5, 10] a função ℎ é crescente e em [10, 14] a função ℎ é decrescente” não é verdadeira. Em [5, 10] a função ℎ não é crescente. A função ℎ é crescente em [5, 8] e é decrescente em [8, 10]. Também em [10, 14] a função ℎ é não é decrescente, pois em [10, 12] a função é decrescente, mas em [12, 14] a função é crescente. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 24 de 27 (3) Quanto à função 𝒉 ser inversível ou não, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: "Quando restrita ao intervalo [0, 4], a função h é INVERSÍVEL". Essa resposta é verdadeira, pois nesse intervalo a função é decrescente, logo inversível. Observamos que a opção: “Quando restrita ao intervalo [17, 22] , a função h é INVERSÍVEL" não é verdadeira, pois no intervalo [17, 22] a função não é injetiva, pois por exemplo, a reta horizontal 𝑦 = 9 2 corta o gráfico em dois pontos distintos. Observamos que a opção: “Quando restrita ao intervalo [4, 8], a função h NÃO é INVERSÍVEL" não é verdadeira, pois no intervalo [4, 8] a função é inversível, já que nesse intervalo a função é crescente, logo inversível. (4) Quanto à paridade da função h, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “A função ℎ não é par e nem ímpar”. Para que uma função seja par ou ímpar é preciso que o seu domínio seja simétrico com relação à origem da reta real e o domínio da função ℎ é o intervalo [−14, 22], que não é um intervalo simétrico com relação à origem da reta real. O gráfico não apresenta simetria com relação ao eixo 𝑦 e nem com relação à origem. _____________________________________________________________________________________ Questão 6 [1,6] TIPO 2 Observe o gráfico acima para escolher em cada um dos itens abaixo a opção correta. (1) Quanto ao estudo do sinal da função ℎ, podemos dizer que: _________________________ (2) Quanto ao estudo do crescimento e decrescimento da função h, podemos dizer que: _____ (3) Quanto à função ℎ ser inversível ou não, podemos dizer que: ______________________ APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 25 de 27 (4) Quanto à paridade da função ℎ, podemos dizer que: ________________________________ Opções de respostas do item (1) Opção 1 Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é negativa e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é positiva Opção 2 Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é negativa e em (0, 4) ∪ (8, 12) a função ℎ é positiva Opção 3 Em (−4, 0) ∪ (4, 8) a função ℎ é negativa e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é positiva Opção 4 Em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ é negativa e em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é positiva Opções de respostas do item (2) Opção 5 Em [12, 18] a função ℎ é decrescente e em [0, 4] a função ℎ é crescente Opção 6 Em [−2, 3] a função ℎ é decrescente e em [0, 4] a função ℎ é crescente Opção 7 Em [12, 18] a função ℎ é decrescente e em [−6,−2] a função ℎ é crescente Opção 8 Em [5, 10] a função ℎ é decrescente e em [10, 14] a função ℎ é crescente Opções de respostas do item (3) Opção 9 Quando restrita ao intervalo [4, 8] , a função h é INVERSÍVEL Opção 10 Quando restrita ao intervalo [-14,-9] , a função h é INVERSÍVEL Opção 11 Quando restrita ao intervalo [0, 4] , a função h NÃO é INVERSÍVEL Opções de respostas do item (4) Opção 12 A função ℎ não é par e nem ímpar Opção 6 A função ℎ é par Opção 7 A função ℎ é ímpar RESOLUÇÃO: (1) Quanto ao estudo do sinal da função 𝒉 , podemos dizerque: Observando o gráfico, a resposta correta é: “Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é negativa e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é positiva”. Observamos que a opção: “Em (−9,−6) ∪ (5, 10) a função ℎ é positiva e em (0, 4) ∪ (8, 12) a função ℎ é negativa” não é verdadeira pois em (8, 12) a função ℎ não é positiva, já que em (8, 10) a função ℎ é negativa. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 26 de 27 Observamos que a opção: “Em (−4, 0) ∪ (4, 8) a função ℎ é negativa e em (−6,−2) ∪ (3, 5) a função ℎ é positiva” não é verdadeira pois em (−4, 0) a função ℎ é não é negativa, já que em (−4,−2) a função é positiva. Observamos que a opção: “Em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ é negativa e em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é positiva” não é verdadeira pois em (4, 8) ∪ (12, 17) a função ℎ não é negativa, já que em (4, 5) a função ℎ é positiva e também em (12, 14) função ℎ é positiva. Também em (−9,−4) ∪ (0, 4) a função ℎ é não positiva, já que em (−9,−6) a função ℎ é negativa e também em (0, 4) a função ℎ é negativa. (2) Quanto ao estudo do crescimento e decrescimento da função 𝒉, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “Em [12, 18] a função h é decrescente e em [0, 4] a função ℎ é crescente”. Observamos que a opção: “Em [−2, 3] a função h é decrescente e em [0, 4] a função ℎ é crescente” não é verdadeira, pois em [−2, 3] a função ℎ não é decrescente. A função ℎ é decrescente em [−2, 0] e é crescente em [0, 3]. Observamos que a opção: “Em [12, 18] a função ℎ é decrescente e em [−6,−2] a função ℎ é crescente” não é verdadeira, pois em [−6,−2] a função ℎ não é crescente. A função ℎ é crescente em [−6,−4] e é decrescente em [−4,−2]. Observamos que a opção: “Em [5, 10] a função ℎ é decrescente e em [10, 14] a função ℎ é crescente”, não é verdadeira. Em [5, 10] a função ℎ não é decrescente. A função ℎ é decrescente em [5, 8] e é crescente em [8, 10]. Também em [10, 14] a função ℎ é não é crescente, pois em [10, 12] a função é crescente, mas em [12, 14] a função é decrescente. (3) Quanto à função 𝒉 ser inversível ou não, podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “Quando restrita ao intervalo [4, 8] , a função h é INVERSÍVEL". Essa resposta é verdadeira, pois nesse intervalo a função é decrescente, logo inversível. Observamos que a opção: “Quando restrita ao intervalo [-14,-9] , a função h é INVERSÍVEL" não é verdadeira, pois no intervalo [−14,−9] a função não é injetiva, pois por exemplo, a reta horizontal 𝑦 = − 9 2 corta o gráfico em dois pontos distintos. Observamos que a opção: “Quando restrita ao intervalo [0, 4] , a função h NÃO é INVERSÍVEL" não é verdadeira, pois no intervalo [0, 4] a função é inversível, já que nesse intervalo a função é crescente, logo inversível. APX1 – 2020-2 Pré-Cálculo GABARITO Página 27 de 27 (4) Quanto à paridade da função 𝒉 , podemos dizer que: Observando o gráfico, a resposta correta é: “A função ℎ não é par e nem ímpar”. Para que uma função seja par ou ímpar é preciso que o seu domínio seja simétrico com relação à origem da reta real e o domínio da função ℎ é o intervalo [−14, 22], que não é um intervalo simétrico com relação à origem da reta real. O gráfico não apresenta simetria com relação ao eixo 𝑦 e nem com relação à origem.
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